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尺蠖式压电线性作动器设计及实验研究 被引量:1
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作者 柏德恩 邓少龙 +2 位作者 李云涛 沈刚 朱真才 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期435-441,616,共8页
针对空间环境下小型抓取操作机构对新型作动器的使用需求,考虑压电作动器具有耐温范围宽、无电磁干扰及断电自锁等特点,仿照昆虫尺蠖的行走方式设计一种新型压电线性作动器。首先,利用柔性铰链式位移放大机构放大压电陶瓷(Pb-Zr-Ti,简称... 针对空间环境下小型抓取操作机构对新型作动器的使用需求,考虑压电作动器具有耐温范围宽、无电磁干扰及断电自锁等特点,仿照昆虫尺蠖的行走方式设计一种新型压电线性作动器。首先,利用柔性铰链式位移放大机构放大压电陶瓷(Pb-Zr-Ti,简称PZT)叠堆的输出位移,以增大线性作动器的移动步长及对导轨的夹紧变形量,将多个压电陶瓷叠堆器件分为3组,分别作为尺蠖式压电线性作动器的2个夹持单元和1个推进单元的激励源,以获得较大的驱动力并进一步增大作动器的移动步长;其次,借助有限元仿真分析软件,研究压电陶瓷叠堆力电耦合行为的预测方法,并实验验证该方法的可行性;然后,简化柔性铰链式位移放大机构,提出放大倍数的数值分析方法,对位移放大机构在压电陶瓷叠堆作动方向上的刚度进行仿真分析,并验证放大倍数的数值分析方法的准确性;最后,基于设计的线性作动器开展实验研究。结果表明:位移放大机构对压电陶瓷叠堆输出位移的放大倍数为7.3,处于理论值与仿真值之间;在激励电压频率为5 Hz时,作动器的最大空载移动速度为413μm/s;作动器的最大推动力为16 N,对应的驱动速度为19μm/s。以上研究结果能为小型抓取操作机构的智能驱动提供技术支持。 展开更多
关键词 尺蠖式 压电作动器 压电陶瓷叠堆 位移放大 断电自锁
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尺蠖驱动器箝位机构的优化设计 被引量:2
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作者 张兆成 胡泓 《纳米技术与精密工程》 EI CAS CSCD 2010年第3期251-256,共6页
箝位机构的性能直接影响尺蠖驱动器的性能,为满足尺蠖驱动器箝位机构输出力大、响应速度快和结构紧凑的工作要求,设计了单切口柔性铰链桥式箝位机构.该柔性机构的设计必须综合考虑机构的静动态特性,为此,建立了该机构的理论模型,通过刚... 箝位机构的性能直接影响尺蠖驱动器的性能,为满足尺蠖驱动器箝位机构输出力大、响应速度快和结构紧凑的工作要求,设计了单切口柔性铰链桥式箝位机构.该柔性机构的设计必须综合考虑机构的静动态特性,为此,建立了该机构的理论模型,通过刚度和固有频率的试验测试以及有限元分析,发现结构紧凑的小尺寸桥式柔性机构的理论模型误差较大,很难建立简单精确的理论模型.因此,利用有限元法研究了该柔性机构各几何参数对其静动态特性的影响,并通过改变该柔性机构的几何参数,实现对该柔性机构的静动态特性进行优化,以达到设计要求.结果表明它是一种简单有效的桥式耦合柔性机构的优化设计方法. 展开更多
关键词 箝位机构 柔性铰链 有限元法 桥式 尺蠖驱动器
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被动箝位大行程直线压电驱动器的设计
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作者 曲建俊 郭文峰 +1 位作者 李将 刘畅 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1168-1174,共7页
基于被动箝位和三角放大的工作原理,设计了一款单向直线压电驱动器。可以在断电状态下自锁,箝位体三角放大结构提高了箝位体压电叠堆的输出位移。实验验证了驱动器运行原理的可行性,并测试了驱动器空载特性和负载特性,以及通电和断电时... 基于被动箝位和三角放大的工作原理,设计了一款单向直线压电驱动器。可以在断电状态下自锁,箝位体三角放大结构提高了箝位体压电叠堆的输出位移。实验验证了驱动器运行原理的可行性,并测试了驱动器空载特性和负载特性,以及通电和断电时箝位力的大小,分析了驱动力较小的影响因素。驱动电压为150V,驱动频率为50 Hz时,驱动器运行平稳,最大驱动力为2.1N,空载运行速度为0.38mm/s;驱动频率为70Hz时,运行速度最大,为0.43mm/s。 展开更多
关键词 机械设计 压电驱动器 蠕动式 被动箝位 三角放大
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多足箝位式压电直线电机的研究 被引量:1
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作者 潘雷 王寅 +1 位作者 黄卫清 张胜 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1080-1084,共5页
提出一种基于尺蠖式原理的多足箝位式压电直线电机。对电机的工作原理和机械结构进行介绍和分析,给出了该电机输出力的计算公式,并对电机进行了试验研究。该电机有效降低了该类驱动器的加工和装配的要求,增强了电机运行的稳定性。
关键词 压电直线电机 尺蠖式 叠层型压电陶瓷 箝位力
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竖式高精度压电尺蠖式位移致动器 被引量:1
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作者 王丽娜 刘俊标 +1 位作者 郭少鹏 韩立 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第4期601-603,607,共4页
介绍了一种结构简单,易装配的竖式高精度压电尺蠖式位移致动器,阐述了致动器的工作原理和结构形式。致动器采用叠堆式压电陶瓷作为驱动,利用柔性铰链作为箝位,能可靠地实现光轴的双向运动。位移分辨率可达到纳米级别,步距可在纳米级至... 介绍了一种结构简单,易装配的竖式高精度压电尺蠖式位移致动器,阐述了致动器的工作原理和结构形式。致动器采用叠堆式压电陶瓷作为驱动,利用柔性铰链作为箝位,能可靠地实现光轴的双向运动。位移分辨率可达到纳米级别,步距可在纳米级至微米级间任意选择。 展开更多
关键词 压电尺蠖式位移致动器 竖向运动 柔性铰链 纳米定位
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一种结构简单的高精度压电尺蠖式位移致动器 被引量:1
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作者 王丽娜 刘俊标 +1 位作者 郭少鹏 韩立 《微特电机》 北大核心 2009年第12期26-28,共3页
介绍了一种结构简单、易装配的高精度压电尺蠖式位移致动器,阐述了致动器的工作原理和结构。致动器采用叠堆式压电陶瓷作为驱动,利用柔性铰链作为位移放大机构,能够可靠地实现光轴的双向运动。位移分辨率可以达到纳米级别,步距可以在几... 介绍了一种结构简单、易装配的高精度压电尺蠖式位移致动器,阐述了致动器的工作原理和结构。致动器采用叠堆式压电陶瓷作为驱动,利用柔性铰链作为位移放大机构,能够可靠地实现光轴的双向运动。位移分辨率可以达到纳米级别,步距可以在几纳米至几毫米之间任意选择。 展开更多
关键词 压电尺蠖式位移致动器 柔性铰链 纳米定位
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